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No / Alpha phase sintering, sinter hardening, and mechanical properties of prealloyed Fe-1.5Mo base powder with and without additions of elemental Si, ferrosilicon, and carbon under various process conditions have been investigated. Liquid paraffin, as a new lubricating agent, was found to be useful in reducing segregation, interparticle and die wall frictions, as well as reducing ejection forces and die and tool wear. It was found that addition of Si to the base powder enhanced the sintering process by stabilisation of the ¿-phase and formation of two kinds of liquid phase at ~1045 and ~1180°C, corresponding to the solidus and liquidus temperatures, respectively. This addition increased the tensile strength of the as sintered Fe-1.5Mo from 174 to 445 MPa owing to massive solid solution strengthening effect of Si. An optimum sinter hardenable alloy, of composition Fe-1.5Mo + 3Si + 1.2C, provided a high sintered density of 7.55 g cm-3, tensile and bend strengths of 764 and 1405 MPa, respectively, with 2.5% elongation, after sintering at 1250°C for 1 h under hydrogen or vacuum using moderate cooling rates of ¿ 20 K min-1. Faster cooling rates caused brittleness and very low UTS for the high carbon steel. Full heat treatment improved the UTS by 200 MPa which was useful only for the high carbon steel with high cooling rates ¿ 30 K min-1. Depending on the cooling rate, the as sintered microstructures consisted of mainly fine or coarse pearlite, bainite, martensite, and some retained austenite with hardness in the range 250-720 HV10. Some proeutectoid grain boundary cementites were also present in the as sintered high carbon steel. This work, therefore, has shown that high densities with acceptable microstructures and good mechanical properties are achievable with single stage compaction and single sintering operations by using the optimum process conditions and alloying composition without the need for a post-sintering heat treatment.

Submitted by Marco Antonio Oliveira da Silva (maosilva@ipen.br) on 2017-05-25T11:30:49Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-05-25T11:30:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / No presente trabalho foram estudados alguns efeitos causados pelo jateamento por granalhas no aço Cr-Si-V, processo que tem por objetivo aumentar a resistência à fadiga. Para este estudo a variação de parâmetros no processo são ferramentas para melhor compreender os mecanismos que influenciam esta propriedade. Os parâmetros utilizados neste trabalho foram a variação da granalha e o pré tensionamento das amostras aplicados em lâminas utilizadas em feixe de molas automobilísticas de aço de liga cromo silício vanádio (SAE 9254+V). Inicialmente foi realizada a avaliação do perfil de tensão residual, efetuada por difração de raios-x pelo método do sen2 ao longo da espessura na região onde a tensão é compressiva. Nos resultados nota-se um efeito anômalo em relação ao perfil característico da distribuição de tensão residual com a perda de compressão nas camadas iniciais em relação à superfície jateada. Com o uso da microscopia eletrônica de varredura foi observado a região afetada pelo jateamento por granalhas notando que as regiões plasticamente deformadas se encontram nas mesmas regiões onde ocorre a diminuição da tensão residual compressiva. O perfil obtido pela difração de raios-x fornece as informações necessárias com o propósito de conjugar os efeitos que a microtensão (microdeformação) influenciam na macrotensão (tensão residual). Esta relação foi comprovada pela sobreposição dos resultados encontrados na distribuição da microdeformação da rede cristalina com a tensão residual ao longo da espessura na região plasticamente deformada. Os resultados dos perfis das difrações de raios-x mostraram a existência de anisotropia de tensões entre os planos, geradas por defeitos de empilhamento e pela densidade de discordâncias. Assim sendo, para obter os valores das microtensões devem ser considerados os fatores das constantes elásticas (conforme o módulo das direções) e dos planos cristalográficos. O método aplicado foi o Williamson-Hall modificado. Além deste método outros também foram utilizados, tais como: método de Warren-Averbach e o método Single Line, este aplicando a série de Fourier, porém, ao observar os resultados, nota-se a diferença entre os valores obtidos nas deformações, tanto aos métodos quanto aos planos cristalográficos, porém a ênfase deste trabalho foi dada às características dos perfis da distribuição e não aos valores absolutos. Somando a isto, foi proporcionado o estudo da distribuição do tamanho médio de cristalito ao longo da espessura no perfil das difrações de raios-x e os resultados mostraram que esta distribuição varia de forma inversa a microdeformação. A relação entre o tamanho médio de cristalito e a variação das distâncias interplanares corresponde diretamente a alterações das densidades de discordâncias ocorridas no material que por sua vez estão ligadas às microdeformações da rede cristalina. Como complemento ao trabalho foram analisados o fator de concentração de tensão e ensaios de fadiga do material. O fator de concentração de tensão não variou conforme a utilização das granalhas S330 e S390, ambas sendo aplicadas no mesmo regime de jateamento. Os ensaios de fadiga indicaram que o pré tensionamento aumenta a vida útil nas tensões cíclicas do material estudado. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP